摘要 平整度傳遞影響的量化分析與施工控制技術(shù)，對(duì)路面工程質(zhì)量管理和技術(shù)實(shí)施具有指導(dǎo)意義。應(yīng)用灰色系統(tǒng)理論指導(dǎo)路面平整度質(zhì)量控制，通過平整度傳遞影響量化系統(tǒng)分析，利于超前認(rèn)識(shí)和把握路面施工質(zhì)量控制的著力點(diǎn)所在。闡述平整度傳遞分析技術(shù)，介紹工程應(yīng)用該技術(shù)加強(qiáng)路面平整度施工質(zhì)量控制和實(shí)施成果，可為路面工程建設(shè)提供技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞 路面平整度；灰色系統(tǒng)；傳遞關(guān)系；施工質(zhì)量配；應(yīng)用控制

中圖分類號(hào) U416.217 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2023）05-0078-03

0 引言

路面平整度是公路尤其是高等級(jí)公路非常重要的技術(shù)指標(biāo)，平整度關(guān)系公路路面的工程美學(xué)程度和公路高速行駛的安全和舒適性，深層次講，平整度也透露公路施工的質(zhì)量管理和實(shí)現(xiàn)程度，關(guān)聯(lián)路基深層是否存在結(jié)構(gòu)質(zhì)量隱患。案例工程在路面建設(shè)施工中，應(yīng)用灰色系統(tǒng)理論指導(dǎo)路面平整度質(zhì)量控制，通過平整度傳遞量計(jì)算來把握路面施工質(zhì)量控制的著力點(diǎn)所在，圓滿完成了工程建設(shè)任務(wù)，使新路面的平整度由之前的90%提高至95.5%，顯示了良好的質(zhì)量控制效果。這里結(jié)合工程應(yīng)用，介紹相關(guān)技術(shù)要點(diǎn)，以為同類工程應(yīng)用提供技術(shù)參考。

1 平整度的傳遞理論

路面平整度受多種因素影響，有些因素可以定量分析，有些因素則只能進(jìn)行定性分析，具有顯著的不確定性和隨機(jī)性特點(diǎn)。這種部分信息明確、部分信息不明確的狀態(tài)，正是灰色系統(tǒng)理論所擅長(zhǎng)研究的信息系統(tǒng)，因此應(yīng)用灰色系統(tǒng)分析方法，指導(dǎo)路面平整度施工控制，是工程技術(shù)探討的一項(xiàng)有意義的嘗試，也是一項(xiàng)有意義的工程質(zhì)量保障技術(shù)。

灰色系統(tǒng)理論把所有的隨機(jī)變量，看成一個(gè)在某種特定范圍波動(dòng)變化的灰色量，對(duì)之可以通過數(shù)據(jù)分析的方法，找尋數(shù)據(jù)之間的規(guī)律，從而確定數(shù)理分析模型，開展相關(guān)指標(biāo)的計(jì)算和控制應(yīng)用?；疑治瞿Ｐ椭?，一般利用原始數(shù)據(jù)序列建立微分方程，稱作GM模型。GM（1，n）表達(dá)1階和1個(gè)變量的微分方程，比如GM（1，1）則表達(dá)1階和第1個(gè)變量的微分?jǐn)?shù)理關(guān)系式?；疑Ｐ涂梢詾閿?shù)字化分析平整度的傳導(dǎo)規(guī)律提供技術(shù)支持[1]。

根據(jù)瀝青混凝土路面平整度的傳遞關(guān)系可知，路基的不平整誤差多為最基礎(chǔ)的原因，然后這個(gè)誤差逐漸傳導(dǎo)，最后通過面層的底層和基礎(chǔ)層，最終傳導(dǎo)到表面。

在理想狀態(tài)下由平整度傳遞理論可知，平整度向上傳遞的不平整量為由于（1?r）為小于1的小數(shù)，因此平整度的傳遞量將呈幾何級(jí)數(shù)向上遞減。

由平整度傳導(dǎo)理論可知，在理想情況下，向上傳導(dǎo)的平整度為（1?r）%。因?yàn)椋??r）是個(gè)低于1的小數(shù)，因此該傳遞量將呈幾何級(jí)數(shù)地向上遞減，其公式：

h上=（1?r）nΔh （1）

式中，n——結(jié)構(gòu)層數(shù)；Δh——平整度指標(biāo)；r——壓縮比。

這只是假定平整度的傳導(dǎo)只與結(jié)構(gòu)層數(shù)相關(guān)的理論公式。因?yàn)閷?shí)際施工過程中影響平整度的因素很多，其不可能只在理想狀態(tài)下傳導(dǎo)。實(shí)際應(yīng)用有必要進(jìn)行一定程度的修正，才可能更利于工程實(shí)施。

假定平整度影響因素綜合指數(shù)為P，影響總量為Ph。根據(jù)施工設(shè)計(jì)要求，從路基到路面的面層、基層、底基層，平整度要求越接近面層越嚴(yán)格，允許的平整度誤差會(huì)越來越小。只有在去掉了影響量的狀態(tài)下，才能保證面層的正常傳遞量和平整度?？紤]到反向傳遞的逆向關(guān)系，改影響因子為（1?p）?n，則公式1即變?yōu)閇2]：

h上=（1?p）?n（1?r）nΔh （2）

式中，n——結(jié)構(gòu)層數(shù)，n=0、1、2……。

為了提高p的有效度，按照正態(tài)統(tǒng)計(jì)分布理論，選擇1.86保證率，標(biāo)準(zhǔn)差則為0.90，也就是可靠度滿足90%時(shí)，即可以實(shí)現(xiàn)足夠的可靠度。如此，則公式（2）可以修正為：

h上=（1?1.86p）?n（1?r）nΔh （3）

向下傳遞與向上傳遞呈反函數(shù)關(guān)系，即平整度會(huì)對(duì)應(yīng)呈幾何級(jí)數(shù)的增加態(tài)勢(shì)，根據(jù)可靠度準(zhǔn)則和傳遞機(jī)理，則各結(jié)構(gòu)層的表達(dá)式為：

h下=（1?r）?nΔh （4）

則修正理論公式為：

h下=（1?1.86p）n（1?r）?nΔh （5）

因?yàn)橛绊懸蛩刂?，相?dāng)一部分因素屬于難于確定的模糊量，要實(shí)現(xiàn)總體平整度的量化分析計(jì)算，則有必要進(jìn)行一些模糊量的量化處理。其計(jì)算公式如下：

（6）

式中，p（x，y）——介于0～1之間的一個(gè)小數(shù)，影響最小時(shí)取0，影響最大時(shí)1；W（w1）——權(quán)重系數(shù)；px和py——模糊隸屬函數(shù)；∨——取大值；∧——取小值。權(quán)重系數(shù)W和平整度傳遞影響系數(shù)的取值見表1和表2所示。

2 工程施工分析應(yīng)用

2.1 案例簡(jiǎn)介

某國(guó)道的一段改造工程，區(qū)域地質(zhì)條件不足，為實(shí)現(xiàn)路面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，采取了“細(xì)粒度瀝青混凝土面層3 cm+中粒度瀝青混凝土下面層5 cm+粉煤灰石灰碎石基層18 cm+3%水泥10%石灰的水泥穩(wěn)定土底基層30 cm”的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。平整度為一級(jí)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，瀝青混凝土壓縮比為0.70，面層平整度要求σ=1.20 mm。工程在保證平整度施工質(zhì)量過程中，應(yīng)用平整度的傳遞理論，開展平整度指標(biāo)細(xì)化計(jì)算，以此為依據(jù)，加強(qiáng)工程施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量保證措施，圓滿完成了路段改造任務(wù)。經(jīng)檢測(cè)評(píng)定，路面平整度由之前的90%提高至新路的95.5%[3]。

2.2 分析應(yīng)用

這是工程的一個(gè)標(biāo)段的路面平整度傳遞的分析計(jì)算過程及結(jié)果。根據(jù)工程實(shí)際狀態(tài)，從因子素材存儲(chǔ)庫中選取以下影響因素系數(shù)：

攤鋪裝備功能先進(jìn)性系數(shù)：bl=30；

攤鋪技術(shù)操作的熟練度系數(shù)：b2=20；

壓實(shí)操作熟練度系數(shù)：b3=0.20；

復(fù)合料攤鋪溫度系數(shù)：b4=0.20；

復(fù)合料均勻性系數(shù)：b5=0.20；

施工工藝的影響因子：b6=0.20；

面層不均勻偶變系數(shù)：b7=0.40；

結(jié)構(gòu)層壓縮比：b8=0.80。

權(quán)重系數(shù)如下：

鋪路裝備功能性先進(jìn)系數(shù)：bl=0.30；

攤鋪技術(shù)操作的熟練度系數(shù)：b2=0.25；

壓實(shí)操作熟練度系數(shù)：b3=0.20；

復(fù)合料攤鋪溫度系數(shù)：b4=0.10；

復(fù)合料均勻性系數(shù)：b5=0.05；

施工工藝的影響因子：b6=0.05；

面層不均勻偶變系數(shù)：b7=0.05。

計(jì)算基層和下面層的平整度：

第一步，解析計(jì)算傳遞影響因子，按照近似度公式（6）進(jìn)行計(jì)算：

P=（0.3×0.3∧0.3×1+0.25×0.2∧0.25×1+0.2×0.2∧0.2×1+0.1×0.2∧0.1×1+0.05×0.1∧0.05×1+0.05×0.2∧0.05×1+0.05×0.4∧0.05×1）/（0.3×0.3∨0.3×1+0.25×0.2∨0.25×1+0.2×0.2∨0.2×1+0.1×0.2∨0.1×1+0.05×0.1∨0.05×1+0.05×0.2∨0.05×

1+0.05×0.4∨0.05×1）=（0.3×0.3+0.25×0.2+0.2×0.2+0.1

×0.2+0.05×0.1+0.05×0.1+0.05×0.1+0.05×0.2+0.05×0.4）/

（0.3×1+0.25×1+0.2×1+0.1×1+0.05×1+0.05×1+0.05×1）=0.235/1=0.235

第二步，解析計(jì)算各層理論平整度修正值，根據(jù)公式（5）進(jìn)行計(jì)算：

h1=1.20 mm

h2=（1?1.86×0.235）1×（1?0.7）?1×1.2=2.25 mm

h3=（1?1.86×0.235）2×（1?0.7）?2×1.2=4.22 mm

施工過程實(shí)際檢測(cè)的下面層平整度：σ =2.50 mm。

傳遞面層的平整度理論值為：

H=（1?p）?n（1?r）nΔh=（1?1.86×0.235）?1×（1?0.70）1×2.50=1.33 mm

面層平整度工程設(shè)計(jì)要求達(dá)到1.20 mm，而傳遞平整度計(jì)算值為1.33 mm，顯示如果施工不嚴(yán)格控制質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，面層平整度有可能超標(biāo)。因此在面層施工中，從攤鋪到碾壓的各個(gè)施工環(huán)節(jié)，我們嚴(yán)格控制，同時(shí)采用轉(zhuǎn)運(yùn)車防止鋪攤運(yùn)輸車對(duì)攤鋪機(jī)的碰撞，減少?gòu)?fù)合料的離析，改善鋪攤過程，使施工后路面實(shí)測(cè)平整度=0.59 mm，比預(yù)測(cè)平整度提高1.25倍，大大增強(qiáng)了瀝青路面的平整度質(zhì)量[4]。

3 圍繞平整度需求加強(qiáng)施工操作質(zhì)量

3.1 加強(qiáng)基層平整度質(zhì)量控制

基礎(chǔ)層的平整度對(duì)瀝青路面的平整度有很大影響。如果基礎(chǔ)層標(biāo)高不準(zhǔn)或者平整度不理想，瀝青混凝土面層的鋪攤厚度會(huì)因此受到傳遞影響，碾壓后表面的平整度就難于達(dá)標(biāo)。因此，基礎(chǔ)層的施工應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)開展施工質(zhì)量控制。泥粉煤灰石灰穩(wěn)定料類基礎(chǔ)層的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢查方法見表3所示。

高度重視基礎(chǔ)層的橫坡平整度施工控制。橫坡驗(yàn)收時(shí)，測(cè)試截面應(yīng)多測(cè)點(diǎn)，橫坡應(yīng)盡可能單向坡，以避免復(fù)合橫坡引發(fā)橫向鋪攤厚度差異，影響鋪攤厚度，破壞平整度。

3.2 加強(qiáng)關(guān)聯(lián)作業(yè)項(xiàng)系統(tǒng)配置

鋪攤作業(yè)質(zhì)量需要多環(huán)節(jié)綜合保障才能實(shí)現(xiàn)。拌料環(huán)節(jié)、運(yùn)料環(huán)節(jié)以及鋪攤現(xiàn)場(chǎng)管理，必須環(huán)環(huán)相扣，合理匹配，才利于最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)路面的鋪筑質(zhì)量。要守住材料質(zhì)量關(guān)口，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定購(gòu)入和應(yīng)用材料。復(fù)合料拌和實(shí)行專門場(chǎng)地專業(yè)機(jī)械拌和，嚴(yán)格控制配合比、入斗和出料溫度。結(jié)合鋪攤需用量配置出料產(chǎn)量和運(yùn)料車輛配置，盡可能實(shí)現(xiàn)隨拌、隨運(yùn)和滿足攤鋪機(jī)用料需求。鋪攤現(xiàn)場(chǎng)加強(qiáng)秩序管理，嚴(yán)禁無關(guān)車輛碾壓松鋪路面，未開封交通前盡量避免車輛碾壓新路面，當(dāng)然也不允許重型車輛、壓路機(jī)等在未開放新路面?？?。

3.3 提高攤鋪機(jī)操作技術(shù)水平

選用駕駛和操作技術(shù)熟練的操作手，盡管技術(shù)熟練，但上崗前還要進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)。機(jī)手操作必須堅(jiān)持連續(xù)、均勻、緩慢的攤鋪駕駛操作原則，杜絕中途停頓或隨意變換速度，萬一發(fā)生中途停機(jī)，要立即鎖緊熨平板不使其下沉。施工過程中禁止因運(yùn)料車在攤鋪機(jī)前等待卸料較少時(shí)故意放慢鋪攤速度等料或過多時(shí)加快鋪攤速度。料車卸料要有專人指揮，攤鋪機(jī)與運(yùn)料車要配合默契，之間保持必要間隙，避免運(yùn)料車后輪觸碰攤鋪機(jī)。

3.4 提高壓實(shí)機(jī)操作技術(shù)水平

選用輪胎壓路機(jī)復(fù)壓，寬鋼輪壓路機(jī)終壓。要結(jié)合攤鋪機(jī)的攤鋪效率、鋪層厚度以及作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)具體條件，合理配置壓路機(jī)的數(shù)量、規(guī)格與作業(yè)行進(jìn)速度配。

（1）初壓，通常選用6～8 t規(guī)格的雙鋼輪壓路機(jī)，前進(jìn)時(shí)勻速行進(jìn)靜壓，后退時(shí)沿剛壓過的輪跡振動(dòng)碾壓。碾壓行進(jìn)速率為2～3 km/h，通常碾壓2～3遍，完成初壓路面溫度一般不應(yīng)低于130 ℃。

（2）復(fù)壓，通常選用靜力雙輪重型壓路機(jī)和振動(dòng)雙輪壓路機(jī)先后進(jìn)行碾壓。碾壓遍數(shù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定，復(fù)壓行進(jìn)速率為2～6 km/h，通常碾壓4～6遍，完成復(fù)壓路面溫度一般不應(yīng)低于100 ℃。

（3）終壓，終壓使用雙鋼輪壓路機(jī)，行進(jìn)速率2.50～3.50 km/h，通常碾壓2～3遍。緊接在復(fù)壓后，盡量在較高溫度下終壓，完成終壓時(shí)路面溫度不應(yīng)低于70 ℃。

（4）接縫碾壓。應(yīng)先以雙輪壓路機(jī)相對(duì)路面中心線進(jìn)行橫向碾壓。碾壓時(shí)壓路機(jī)應(yīng)位于已經(jīng)壓實(shí)好了的復(fù)合料層，探向新鋪層的寬度≤20 cm。每壓一遍，向新層約移動(dòng)20 cm，直至全部處于新鋪層上面并碾壓完為止，繼而實(shí)施縱向碾壓，至滿足路面壓實(shí)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)語

綜上所述，開展了路面平整度施工質(zhì)量控制應(yīng)用傳遞量分析技術(shù)的研究。文中介紹了平整度傳遞理論、平整度傳遞影響的灰色模型計(jì)算分析方法。模型計(jì)算的重點(diǎn)在于平整度傳遞量的公式計(jì)算方式以及如何將一些以往不便納入量化計(jì)算的因素引入量化計(jì)算。案例通過平整度傳遞量計(jì)算來把握路面施工質(zhì)量控制的著力點(diǎn)所在，新路面的平整度由之前的90%提高至95.5%，顯示了良好的質(zhì)量控制效果。

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